Wielu producentów maszyn i narzędzi wykorzystuje znaczną ilość komponentów do wydajnych procesów obróbki szybkościowej (HSM). Wiadomo, że HSM mają potężny wpływ na maszyny CNC, narzędzia skrawające, elementy sterujące, uchwyty narzędziowe i wrzeciona. Jednak ten wpływ na ścieżkę narzędzia i programowanie techniczne jest często pomijany. Obecnie technologia CAD/CAM stale ewoluuje, aby sprostać specyficznym wymaganiom nowych strategii ścieżki narzędzia, dostosowanych do środowiska HSM. HSM to proces wykorzystujący wyższe posuwy wrzeciona i prędkości w celu szybszego usuwania materiału bez pogorszenia jakości części. Głównym celem jest wykończenie formy do kształtu netto, aby poprawić dokładność geometryczną i wykończenie powierzchni, tak aby można było wyeliminować lub przynajmniej ograniczyć polerowanie. Jak powinna wyglądać optymalizacja ścieżki narzędzia w systemach CAM i innych maszynach? Jak wdrożyć to w produkcji i polepszyć jakość obrabiarki oraz swoje usługi? O tym piszemy poniżej!
Jak działa strategia ścieżki narzędzi?
Aby ułatwić obróbkę z dużą prędkością, następujące wymagania stawiane są systemowi CAM:
- powinien zmaksymalizować szybkość przetwarzania programu,
- musi zminimalizować straty,
- należy utrzymywać stałe obciążenie.
Należy zauważyć, że wiele programów CAM rozwiązuje ten problem, zakładając, że można zastosować różne wyspecjalizowane strategie ścieżki narzędzia, aby uczynić część tak wyspecjalizowaną, jak to tylko możliwe w obróbce.
Jakie są różne rodzaje strategii ścieżek narzędzi?
Istnieją różne rodzaje strategii ścieżki narzędzi, które można wykorzystać do optymalizacji usług obróbki CNC. Poniżej kilka przykładów:
Stałość
Ścieżka narzędzia, w której narzędzie podąża za kształtem kieszeni przy użyciu równoległych ścieżek oddzielonych stałymi krokami. Do korzyści należy to, że taka ścieżka zapewnia bardzo spójny i regularny wygląd, jest najprostsza, domyślna i może nawet nie być nazwana w programie CAD.
Obróbka ze stałym „Z”
Ta strategia jest szczególnie przydatna przy wykańczaniu, gdzie ścieżka
narzędzia jest śledzona wokół obrabianego konturu ze stałą Z. Zwykle stosuje się ją na stromych ścianach, podczas gdy w innych przypadkach wykorzystuje się inną strategię. Mniej stromych obszarów można uniknąć, ograniczając ścieżkę do kąta zwilżania od 30 do 90 stopni. Korzyścią niewątpliwie jest to, że element są tej samej jakości i wysokości.
Frezowanie ołówkowe
Technika wykańczania używana głównie na konstrukcje narożników i obszarów wklęsłych, których nie uwzględniały strategie ścieżki narzędzia używane wcześniej w programach. Frezowanie ołówkowe pozwala, aby ścieżka narzędzia miała taką samą średnicę jak frezowana część. W przypadku braku frezowania ołówkowego lub pozostałej obróbki operatorzy są zmuszeni do identyfikacji narożników, które wymagają obróbki. Jeśli masz wydajną obróbkę resztek, nie potrzebujesz frezowania ołówkowego. Za korzyść uważa się wysoką jakość wykończenia powierzchni oraz wygodę i produktywność.
Obróbka zgrubna wgłębna
Technika obróbki zgrubnej, w której tylko oś Z przechodzi przez technikę skrawania, podobnie jak wielokrotne wkładanie wiertła do obrabianego przedmiotu wykorzystuje fakt, że większość maszyn jest sztywna w osi Z i może używać wyższe posuwy i/lub większe frezy, gdy są używane w ten sposób. Frezowanie wgłębne działa najlepiej, gdy ścieżka narzędzia jest zaprojektowana w celu zapewnienia frezowania ukosowego. Korzyścią jest wydajność, którą można poprawić podczas obróbki zgrubnej. Gdy zadbamy o dostarczanie dynamicznej strategii ścieżki narzędzia, możemy nie tylko zwiększyć trwałość narzędzia, wykończenie powierzchni i żywotność wrzeciona, ale także poprawić ogólną efektywność kosztową i czas cyklu. Możesz wdrożyć dowolną z powyższych strategii zgodnie z własnymi wymaganiami.
Optymalizacja ścieżki narzędzia w CNC
„Optymalizuj program CNC” to polecenie, które słyszysz w głowie po zakończeniu programu obróbki. Jak wszyscy wiemy, czas to pieniądz, dlatego postaramy się uwolnić Cię od pracy nad przebudową programu. Poniżej znajduje się lista szybkich, łatwych sposobów na optymalizację maszyny CNC, które zaczną kojarzyć się z lepszą wydajnością:
Pozostaw włączony płyn chłodzący
To może nie wydawać się trudne, ale zyski rzeczywiście mogą wzrosnąć. Jeśli używasz chłodziwa w swoim programie, rozważ przełączenie go z cięcia <0> na trawers <1> w ustawieniach pozycji/posuwu. Możesz nie zauważyć tego, ale w oprogramowaniu zaprogramowano bardzo krótkie zatrzymanie, aby dać czas na rozpoczęcie natryskiwania płynu chłodzącego. Ta zmiana polecenia spowoduje natryskiwanie chłodziwa między ruchami pozycjonowania, unikając początkowego zatrzymania.
Zmień metodę cięcia
Jeśli chcesz ciąć wzdłuż konturu, rozważ zmianę metody. Jeśli obecnie wykonujesz cięcia wgłębne, spróbuj użyć ramp. Rampa zawsze utrzymuje narzędzie w żądanej ilości materiału (z wyjątkiem samego początku i końca) i nie cofa się. Zakładając, że część ma 200 wycofań, kontur jest wycinany na 20 różnych elementach (10 wycofań na element). Dzięki rampie zmniejszysz tę liczbę z 200 do 20, a jeśli każde wycofanie zajmie pół sekundy, oszczędzasz tylko 90 sekund.
Płynna funkcja
Jeśli wykonujesz złożone rzeźbienie lub konturowanie 3D, być może zauważyłeś, że maszyna zwalnia, aby dokładnie podążać za wszystkimi konturami. To tylko wykonywanie poleceń, ale jeśli trochę pobłażasz, jeśli chodzi o trzymanie się konturów, wygładzanie może zrobić ogromną różnicę. Zoptymalizuj swoje programy CNC dzięki funkcjom wygładzania, aby polepszyć postrzępione geometrie. Wygładzanie przyjmuje postrzępioną geometrię i nakłada łuki na kontur, aby uzyskać płynniejszy, bardziej ciągły ruch. Jest to nie tylko dobre dla wykończenia powierzchni, ale także oszczędza dużo czasu, ponieważ maszyna nie musi być zwalniana na łukach w porównaniu do wektorów. Korzystanie z niego jest tak proste, jak pisanie kodu w makrze, edytowanie ustawienia wstępnego (co w większości przypadków działa dobrze) i naciśnięcie przycisku „Start”.
Dodaj dynamikę
Wysoka dynamika w połączeniu z filtrem wygładzającym oznacza, że przy szybkich skrętach wymagane jest bardzo małe opóźnienie, co dodatkowo skraca czas cyklu.
Zmniejsz parametry
Jest to zwykle oczywiste, ale zmiana wysokości wycofania z 0,5″ na 0,050″ (lub mniej) zajmuje około 10 sekund. Nawet jeśli zaoszczędzisz tylko 5 sekund na część, jeśli produkujesz 20 000 części rocznie, możesz zaoszczędzić ponad dzień pracy maszyny. Liczy się każda sekunda.
Utrzymuj narzędzia w porządku
Może się to wydawać oczywiste, ale postaraj się zorganizować swoje operacje w taki sposób, aby po zakończeniu pracy narzędzia nie było już nigdy używane w programie. Czasami jest to nieuniknione, ale każda zmiana narzędzia zajmuje około 15 sekund. Rozważ użycie połączonych narzędzi, aby ograniczyć zmiany narzędzi. Co najważniejsze, jeśli masz zagnieżdżone części, używaj narzędzi po kolei, a nie część po części. Jeśli potrzebujesz wyciąć 24 części z 4 narzędziami na część, spędzisz 24 minuty na wielokrotnej wymianie narzędzi lub 1 minutę na wymianę wszystkich narzędzi jednocześnie.